随着电动汽车和消费性电子设备的飞速发展,对于锂离子电池的需求也在急剧增加。而目前的商用石墨负极,由于受限于其较低的理论容量,因而很难满足实际发展的需要。因此,对于高性能负极材料的探索变得至关重要。在大量的负极材料中,镍基化合物凭借其高理论容量、储量充足、环境友好等优势而备受研究工作者青睐,特别是NiO和NiS₂,在锂离子电池中都展现出了很高的理论容量(>700 mAh g^-1)。然而,固有的低电导率以及循环过程中严重的体积变化是这两种电极材料所面临的关键性问题。如何有效缓解这些问题对电极材料本身的影响,并充分发挥材料的储锂潜能,成为当前研究者们共同努力的方向。目前的大量研究表明,以碳基材料为基体来构筑具有纳米结构的复合材料对于活性材料整体的导电性和稳定性都有很明显的改善。基于对上述问题的综合考虑,本文以SiO₂为模板,通过合理设计三维多孔碳骨架和镍基化合物的复合材料来有效改善镍基材料在导电性和结构稳定性方面存在的不足。主要研究成果包括:（1）采用SiO₂硬模板并结合水热处理、高温退火和化学刻蚀等方法成功制得了氧化镍/中空碳球/还原氧化石墨烯复合材料（NiO/HCSs/rGO）。该复合材料中的中空碳球能够作为NiO纳米粒子均匀分散的基体,可有效减少颗粒团聚,也能与NiO纳米粒子直接紧密接触,从而改善电极材料整体的导电性。而且,微小的NiO纳米粒子既能有效缓解充放电过程中出现的体积变化,也能暴露出更多的储锂活性位点,这有助于提高电极材料的可逆容量和循环稳定性。此外,石墨烯的引入能够提供导电网络,有效连接各个NiO/HCSs单元,从而进一步改善复合材料整体的导电性。因此,将其用于锂离子电池负极时,NiO/HCSs/rGO电极表现出了良好的倍率性能(在电流密度为10 A g^-1时,容量为257.7 mAh g^-1)和循环稳定性(在电流密度为5 A g^-1时,经过1000圈的循环后容量为309.9 mAh g^-1)。（2）以SiO₂为模板,我们先合成了头盔状碳骨架负载NiO纳米颗粒的复合材料（NiO/CNHs）,后续通过高温硫化处理,最终制得了NiS₂/CNHs复合材料。该复合材料充分结合了NiS₂的高理论容量以及碳材料的高导电性和稳定性。微小的NiS₂纳米粒子均匀固定在开放的CNHs上,不仅能有效缓解NiS₂在充放电过程中的体积改变,也有助于改善复合材料整体的导电性。而且,三维开放多孔的CNHs也为电解液扩散和电荷转移提供了更多便利的通道。得益于以上优势,作为锂离子电池负极材料,NiS₂/CNHs展示出了优异的循环稳定性(在电流密度为5 A g^-1时,3000个循环周期后的容量为490 mAh g^-1)和倍率性能(在电流密度为10 A g^-1时的容量为412 mAh g^-1),优于其他的硫化镍基负极材料。